《数字时钟的制作与调试》教案.doc

《数字时钟的制作与调试》教学设计方案
教 材
高等教育出版社 《电子技能实训》
授课教师
周凤玲
授课班级
13级电子班
班级人数
30人
课时分配
4学时（180分钟）
授课时间
2014年5月13日
课 题
数字时钟的制作与调试
课 型
新 授 课
学情分析
性格特点
语言表达能力比较薄弱；不自信，自尊心却很强；
接受新事物能力强；有合作意识，凡事喜欢尝试。
知识结构
掌握了数字电路中一些集成芯片的应用以及软件multisim的使用。
教学目标
知识目标
了解数字显示时钟的结构；理解其工作原理；掌握时钟电路的制作与调试；并会在实践过程中进行故障排除。
能力目标
培养学生的动手操作能力，对电路方案设计的创新能力。
情感目标
培养学生的团队合作意识、创新精神；
养成安全、严谨的职业素质。
教学重难点
重点
数字显示时钟的结构与工作原理。
难点
原理图的设计与制作以及实践过程中故障的排除。
教 法
学 法
教学方法
以项目教学法为主线，选择了具有职教特色的新型教学法“做中学，做中教”，并运用任务驱动法、创设情境法、引导法，来调动学生的主动性和积极性。
学习方法
自主探究学习法、讨论研究法、协作学习法
教学环境
理实一体化电子技能实训室

教学过程
教 师 活 动
学 生 活 动
设 计 意 图
（一）
课前准备
1、  教材、多媒体课件、软件multisim 的安装
2、下发任务书
3、进行学生分组
4、准备实训用的工具
借助网络资源自学相关知识，为任务实施做准备。
1.组织学生利用网络资源预习新知识，培养学生的自主学习能力；
2.整理学生自学过程中提出的问题，及时调整课中探究的问题。使教学更有针对性和实效性。
（二）
复习
要求学生在实训台上找出CD4060、 CD4013、CD4081 、CD4518 、CD4511五种集成芯片，请各小组回答它们的功能及应用。

学生找集成芯片

讨论回答问题。
检查学生对这几种集成芯片的掌握情况。
为后续电路的设计打下基础
2.引发学生思考，导入课题，让学生意识到交通灯的重要性，调动学生的积极性。

（三）
任务引入

1. 展示一个六位数字钟的成品。

1.根据实物演示，观察数字钟的工作过程和工作时间。

1.通过视觉的刺激，调动学生注意力，让从学生的感观入手，引起学生兴趣，为下面的制作打下基础。

2.提问：
大家看到的这个数字钟，能显示时、分、秒六位数字，请思考：要想实现这一功能，需要用到哪些电路？每种电路所用到的主要器件。

2、 小组讨论，自愿发言：
数码显示电路
七段共阴极数码管（十个管脚的排列）
译码驱动电路
CD4511
计数进位电路
CD4081 、CD4518
振荡分频电路
CD4060、 CD4013
2.通过提问式的引导启发，学生经过自己的思考和小组的讨论，能够得出相应结论。

（四）
任务提出

设计制作数字显示时钟，并进行调试。由课件出示设计方框图
学生观看思考
明确学生应完成的任务，
并引导、组织，结合学生的思考、学习、练习。

（五）
任务研究

带领学生分析总任务以及实施任务的步骤；
启发学生：
1、利用multisim软件设计单元电路，并进行
虚拟仿真；
2、仿真成功，根据原理图进行插放单元电路；
3、调试单元电路。

1、根据框图思考在电路板上怎样布局这些器件。
2、根据老师提示，学生以小组为单位讨论任务具体实施的方法

为下面的任务实施打下基础。
（六）
任务实施

1. 振荡分频电路
软件画图仿真

强调：振荡器是数字钟的核心，其作用是产生一个标准频率的信号，选用的石英晶体振荡器输出信号频率f0为32768HZ，经过CD4060的十四级二分频，输出2 HZ，再经过CD4013的分频，得到秒信号；
R1反馈电阻，10MΩ,
C2:频率电容，33pF
C1:温度校正电容，33pF
注意：mutisim10中不支持4060的仿真，9管脚不能悬空，否则会出错。
提问：能否采用555构成振荡器呢？
1、学生讨论设计电路
2、观看教师演示，对照自己设计的，反思归纳总结，进行改进；
3、根据原理图插接振荡分频电路
4、用示波器测两集成芯片的输出波形

1、让学生进行动手练习设计制作，可以大大增强他们的兴趣和成就感，解决在调试过程中出现的问题，加深学生对电路制作的印象。
2、给学生充分表达自己的观点的机会，通过总结训练学生良好的学习方法，做到学习成果内化。

2. 计数进位电路
老师演示电路，并进行仿真
小时计时电路为24进制计数器设计仿真电路

秒计时，分计时电路为60进制计数器仿真电路

六位数字钟仿真电路

强调：计时电路由CD4518双BCD码同步加法计数器构成，清零采用CD4081.
仿真时采用BCD码编码显示器

3、 译码驱动数码显示电路
老师演示电路，并进行仿真

强调原理：译码电路采用专用译码器。其功能是将“时”、“分”、“秒”计数器中计数的输出状态（8421BCD）翻译成七段数码管能显示十进制数所要求的电信号，然后经数码显示器，把数字显示出来。设计选用译码器是CD4511。显示器采用七段LED数码管.
教师强调：连接各单元电路时注意要按顺序

1、学生利用编程软件进行设计
2、观看教师演示，对照自己所设计的，反思归纳总结讨论；
3、仿真成功，进行插接计数进位电路
4、用万用表检查集成芯片管脚的连接情况

1、学生观看教师演示，对照自己刚才所做的，反思总结讨论；
2、仿真成功，进行插接译码驱动数码显示电路
3、检查集成芯片管脚的连接情况

组合个单元电路；调试个电路
1、让学生掌握了计数进位电路的接线方法，为实际电路的插接打下基础。培养学生的思维能力，分析问题的能力，解决问题的能力。充分体现做中教、做中学的教学理念
2、及时对解决问题的方法和规律进行概括，有利于学生的思维能力提高。

培养学生的思维能力，分析问题的能力，解决问题的能力，动手能力。

（七）
任务评价与小结
1、教师对刚才学生所做给予肯定，同时布置评价任务：先进行组内评价，每组评出2件最佳作品，同时评出最佳小组，给予奖励

2、请每组组长总结本组练习情况，归纳本组同学在制作过程中遇到的难题，解决问题的方法。
1、组长对本组成员作品进行评价打分。
2、学生发言
 在小结部分，改变以往的教师总结方式，让学生自我总结，自我评定，充分调动学生的积极性
（八）
板书设计
数字时钟的制作与调试
一、振荡分频电路的设计与安装
二、计数进位电路的设计与安装
三、译码驱动数码显示电路的设计与安装
（九）
拓展训练

 布置拓展练习的任务：数字钟新的设计方案
1、 振荡电路
2、 计数进位电路
布置作业
设计一个有74LS160构成的计数进位电路，有555构成的振荡器。
通过这种方法还可以巩固以前所学好多知识点，同时也培养学生协作意识。
（十）
课后反思
1、通过任务引领，学生能积极思考，动手实践，效果好；
2、采用做中学、做中教、理实一体化的教学模式；
3、教学效果明显：全班近70%的学生成功完成了时钟的制作 。

通过反思，总结本次课达到的效果和不足之处，便于下次更好地改进。

学 习 任 务 书
班级： 组别： 姓名： 实训日期：
课程
信息
课程名称
教学单元
本次课训练任务
学时
实训地点
电子技能项目实训
数字钟的制作与调试
任务1：振荡分频电路、计数进位电路的设计与安装；
2节
电子实训室
任务2：译码驱动数码显示电路的设计与安装；
2节
任务描述
能运用CD4060、 CD4013、CD4081 、CD4518 、CD4511五种集成芯片设计安装六位数字钟。
学做过程记录
任务1：荡分频电路、计数进位电路的设计与安装

任务2：译码驱动数码显示电路的设计与安装；

学生自我评价
A基本掌握 B大部分掌握 C掌握一小部分 D 完全没掌握 选项（ ）
学生
建议

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